Far brillare una luce attraverso materiali opachi sembra impossibile. E ancora, i ricercatori del Debye Institute for Nanomaterials Science (Utrecht University) e dell'Università di Twente sono riusciti ad aumentare la trasmissione della luce attraverso un materiale opaco facendolo brillare lungo percorsi speciali. Ciò potrebbe portare a una migliore comprensione del trasporto della luce attraverso materiali come la pelle. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla prestigiosa rivista Optics Express il 7 novembre, 2016.

La diffusione della luce è un fenomeno che si verifica quando le onde luminose entrano in contatto con una superficie irregolare o in un oggetto con una struttura disomogenea. Questa diffusione rende impossibile vedere attraverso la pelle, carta o nuvole, Per esempio. Questi materiali sono in gran parte opachi, e solo una piccola percentuale della luce può penetrare attraverso di loro. Eppure questi materiali hanno canali aperti, percorsi speciali attraverso il materiale che le onde luminose possono seguire, non importa quanto sia spesso il materiale. Dottorato di ricerca a Utrecht lo studente Jeroen Bosch ha individuato questi canali aperti per inviare molta più luce attraverso un materiale opaco.

Ping pong con luce

Per scoprire con precisione come la luce dovrebbe essere proiettata sul materiale, i ricercatori "hanno giocato a ping pong" con la luce. "Inviamo la luce attraverso il materiale in modo casuale, e quindi usiamo i dati sulla diffusione della luce per inviarla lungo lo stesso percorso in un modo leggermente diverso, " Bosch spiega. "In questo modo, più luce passa attraverso il materiale." Ripetendo il processo più volte - inviando la luce avanti e indietro attraverso il materiale - i ricercatori hanno scoperto quale forma deve avere l'onda luminosa per farsi strada attraverso il materiale.

Tutti i colori sono diversi

La forma del fronte d'onda - il bordo anteriore dell'onda luminosa - determina il grado in cui la luce può penetrare attraverso il materiale. E la forma ottimale del fronte d'onda è diversa per ogni colore della luce. "Il principio funziona per tutte le lunghezze d'onda, ma per ogni lunghezza d'onda, c'è solo una singola forma di fronte d'onda che funziona, " dice Bosch. "Se fissi la forma del fronte d'onda e poi cambi la lunghezza d'onda, vedi che sempre meno luce penetra attraverso il materiale."

Questa conoscenza della dipendenza dalla lunghezza d'onda dei canali aperti fornisce ai ricercatori una misurazione per la "lunghezza del percorso" di questi canali aperti. Quanto tempo percorre la luce lungo un percorso così speciale? La risposta a questa domanda fornisce informazioni sul trasporto della luce attraverso materiali diffusivi, che è estremamente utile per esaminare e attraverso tali materiali.